隧道弱电施工篇1
【关键词】地质雷达；软弱围岩；隧道；超前预报
引言
在我国隧道开挖中常常遇到地质构造带，断层或者软弱破碎围岩，高地应力岩体；也会遇到岩溶发育，充水或者充泥，有时地下暗河发育，这给隧道开挖和建设造成很多困难，同时也给隧道运营造成一定的隐患。因此需要采用一定的手段对这些地质构造和地质灾害进行探测和预报，提前采取措施来排除灾害。地质雷达预报是根据导电率、介电常数、磁导率的差异，采用地质雷达高频电磁波方法进行探测，获取掌子面前方材料的介电常数差异信息。地质雷达超前预报的物理基础是：电磁波在遇到介质界面时其反射系数R为：R=[？着11/2-？着21/2]/[？着11/2+？着21/2]，由此式可知，电磁波的反射系数取决于介质的相对介电常数，介电常数差异越大，雷达波形越清晰，如空隙中的空气的相对介电常数为1，水的相对介电常数为81，软弱夹层中的相对介电常数在9～14之间，砾岩的相对介电常数在4～6之间，几者之间的相对介电常数相差较大，为地质雷达作隧道超前预报提供了较好的地球基础。地质雷达综合探测深度需求和分辨率的要求一般选择100兆赫兹天线进行探测，100兆赫兹天线探测优势：屏蔽天线；天线尺寸小95厘米；场地要求简单，场地地形随意；测点密度大，点距可以很小，10厘米；测网测线测点布置按需求布置；探测范围5-30米。
1、工程概况
武都西隧道位于武都区黑坝里北侧上凉水山山体内，该隧道设计为分离式岩质隧道。隧址区位于剥蚀中山地貌区，山体地形总体较陡，呈中间高两侧低形，进口自然坡度40°，出口自然坡度50°。隧址区地层由第四系中上更新统黄土、粉质粘土、和中上志留统-白龙江群组成。白龙江群上部岩性为灰岩夹千枚岩、板岩、泥灰岩，下部岩性为千枚岩夹灰岩、片岩组成，千枚岩由泥岩、泥灰岩变质组成，整体呈现千枚岩、板岩、灰岩，呈互层或夹层状。隧址区地下水主要为孔隙潜水、基岩裂隙水及断层裂隙水，水位、水量受大气降水影响而变化，潜水赋存与第四系粘土中，不很发育，基岩裂隙水赋存于志留系岩层中，一般水量不大，断层带内岩体破碎，胶结极差，富水性较好，对硐室的稳定性不利。
2、隧道超前预报
地质预报仪器采用美国GSSi公司生产的SiR―3000地质雷达，天线中心频率为100mHz，本次采用了连续测试及点测试方法。（测线及测点布设见图1）
本次雷达预报探测范围YK86+658～YK86+623段计35米，对采集的地质雷达图像进行了软件技术处理并分析推断。从线测结果来看：自左至右，本段范围内右侧雷达反射波变化较大，预计该段围岩以中风化泥灰岩为主，中风化～强风化，节理裂隙极发育，围岩岩体破碎，完整性及稳定性差，右侧拱部及拱腰处易失稳坍塌。从点测结果来看：本段范围内1号、3号点处雷达反射波变化较大，预计该段围岩围岩以泥灰岩为主，中风化～强风化，节理裂隙发育，岩体很破碎，围岩稳定性差；在距掌子面7～21米（即YK86+651～YK86+637）范围内雷达电磁波反射较强，波幅不规则，相位不均匀，预计该段围岩以泥灰岩为主，中风化～强风化，节理裂隙发育，岩体破碎，围岩完整性及稳定性差，拱部及拱腰处易失稳坍塌。
施工方在地质预报完成后，加强了隧道塌方预警管理，对出现有塌方迹象的情况做出相应的措施安排，以避免出现安全隐患，造成人员伤亡。在做完地质预报后的数天之内，施工人员就发现拱顶有明显混凝土掉块现象，施工方立即停止左、右线施工作业并将人员、设备撤离施工区域，几分钟之后，面向掌子面方向右侧初衬发生剧烈收敛，掌子面拱顶右侧拱架被剪切破坏，发生局部塌方，塌方量约120m3。
3、结论
软弱围岩隧道的开挖比其他地质条件下的隧道开挖难度更大，不仅施工难度大，进度较慢，影响整体施工，而且存在很大的安全隐患，容易造成人员伤亡财产损失的情况发生，因此做好软弱围岩隧道的超前地质预报具有重要的意义。地质雷达很适合软弱围岩隧道超前地质预报，它不仅操作简单迅速，对场地和周围环境的要求也比较低，适应性较广，而且对软弱围岩的地质预报具有较好的准确性，为软弱围岩隧道开挖提供重要的安全预警，指导隧道开挖施工，降低隧道塌方发生的几率，减少塌方发生时的损失程度。
【参考文献】
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[3]徐则明，黄润秋.深埋特长隧道及其施工地质灾害[m].成都：西南交通大学出版社，2000.
隧道弱电施工篇2
关键词：地质预报隧道施工应用
中图分类号：U45文献标识码：a
aBStRaCt：articlefocusesonnewBijiguantunnelconstructionusedinseveralmethodtopredicttherockinfronttoguidethetunnelconstruction.tunnelconstructioninseveraldifferentdetectionmethodswiththeconclusion,morereliablepictureofthesituationsurroundingrockpreamble,guidingtunneldynamicconstruction.
Keyword:GeologicalpredictiontunnelConstructionapplication
1.工程概况
新建客线碧鸡关隧道全长2315m，进口里程为D2K1082+575，出口里程为D2K1084+890。隧址区为高原低中山剥蚀地貌，最大相对高差190m，地形起伏较大，局部地形陡峻。D2K1082+575--D2K1083+300段测区地表上覆第四系全新统人工填筑土（Q4ml）、冲洪湖积（Q4al+l）、冲洪积（Q4al+p）、坡残积（Q4al+el）粉质粘土、细圆砾土，下伏侏罗系中统禄丰群(J2)泥岩、砂岩夹泥灰岩及二迭系上统峨眉山玄武岩组（p2β）玄武岩、断层角砾（Fbr）。D2K1082+300--D2K1084+170段测区岩层节理裂隙发育，岩体破碎，产状紊乱，受区域构造的影响，在测区内次级构造发育，主要发育的次一级断层有下华哨正断层、西山弧形断层、碧鸡关逆断层。隧道地表水不发育，地下水以第四系土层孔隙水和基岩裂隙水为主，地下水中Cl-、So42-及pH值对混凝土结构侵蚀性等级分别为L1、H1。最大用水量为2200m3/d。碧鸡关逆断层，发育于（p2β）玄武岩地层中，走向n5°e，倾向北西（nw），以30°与碧鸡关隧道相交于D2K1084+400左右,断层破碎带宽度30～50m。隧址区域内特殊岩土为膨胀岩、土，主要分布在出口端。
2.高密度视电法
高密度电法是一种阵列勘探方法，通过电极向地下供电形成人工电场，其电场的分布与地下岩土介质的电阻率的分布密切相关，通过对地表不同部位人工电场的测量，了解地下介质视电阻率ρs的分布，根据岩土介质视电阻率的分布推断地下地质结构。
根据新碧鸡关隧道高密度电法视电阻率成像图，推断D2K1084+400~+600段浅层地表附近视电阻率较低，在50Ω.m以下，随深度增加而增加，视电阻率达到120Ω.m左右，在隧道底板下方出现一处孤立状低阻异常区。
分析该段岩体强～中风化，裂隙发育，岩体破碎，隧道底板下方发育富水区，地下水较集中。
3.GpRS地质雷达
地质雷达探测是基于电磁波遇到不同反射界面反射振幅、频率和相位会发生变化来推断前方传播介质的变化；围岩岩性、整体情况、风化程度及其含水量等的变化将影响其介电常数，由此，根据电磁波的反射特征推断掌子面前方的地质情况。
进入暗洞开挖后，我部实行每20m一循环对前方围岩进行超前地质雷达探测；了解前方围岩情况，掌握地下水分布特征，实时地调整开挖和支护参数，保证施工安全，实际施工进展情况表明，地质雷达探测结果与实际开挖的情况较为稳合，对隧道施工具有很好的指导意义。
结合前期长中距离地质预报结果，D2K1084+480~+450段岩体破碎施工安全风险较高，在D2K1084+485处运用地质雷达对前方围岩进行探测。根据地质雷达探测数据图像分析，从电磁波的反射振幅变化来看，掌子面前方0～20m（D2K1084+479～D2K1084+459）段，特别是前5m范围，电磁波振幅较大，同相轴不连续，反射紊乱。推测围岩破碎，含裂隙水，围岩完整性、稳定性差，易坍塌失稳。
4.超前水平钻
结合GpR地质雷达探测结果，在掌子面处每20m一循环对前方围岩进行探测。运用潜孔钻水平钻孔，孔径75mm，孔深25m（其中搭接5m长度）。根据实际钻进速度、冲击器冲击岩体声响以及岩粉性状判断前方围岩的岩性、强度和完整情况，并且可以探明地下水发育情况，在富水地段可以通过钻孔引排地下水，减小突水、涌水的风险，有效地减少开挖时坍方危险。
本次钻探于D2K1084+485掌子面处架设潜孔钻机进行钻孔。前3m钻杆钻进速度0.38m/min、冲击器冲冲击声响巨大，岩屑及岩浆呈黑褐色，与掌子面岩一至，钻至4m时，钻杆突进，冲击声锐减，岩浆颜色变淡，并有地下水从钻孔流出，加长钻杆至40m钻进至D2K1084+450以后钻进速度减缓，冲击声稍大，可判定该段内有软弱层发育。
5.掌子面地质调查
每循环爆破作业完成后，安排专人对掌子面进行检查，检查现场爆破效果以及火工品残留情况；清除危石，保证洞碴装运安全。开挖完成后，进行掌子面素描，分析岩体岩性、产状、地下水发育和不良地质体的发育状态，预测前方围岩的岩性、产状，预测不良地质层的发育情况，采取必要的措施预防塌方发生，控制超、欠挖。
新碧鸡关隧道上台阶开挖至D2K1084+483时，掌子面右侧岩体变差，风化严重，有地下水从裂隙渗出，右侧拱顶处出现明显全风化粉岩不整合接触面（产状n76°e∠nw32°）。随着开挖深入，可见全风化软弱夹层发育，岩体稳定性差，与地质雷达和超前水平钻孔揭示情况一致。通过观察记录，运用类几何运算计算出软弱层与线路交汇情况，预测前方软弱层发育位置。
表1掌子面记录统计表
掌子面素描图
日期10月30日11月2日11月4日11月7日
里程D2K1084+481D2K1084+476D2K1084+472D2K1084+465
图例
`
上台阶：
下台阶：
计算得出全风化软弱夹层与隧道交汇长度约为20.5m，经开挖验证，该数据与实际情况相稳合。
5.结论
根据前述综合超前地质预报结果表明，该段内发育有软弱夹层段，按照实施性施工组织设计的要求，该段施工减小开挖循环进尺，并报建设、监理、设计方进行变更处理，根据实际情况调整支护参数。
综合超前地质预报方法在隧道施工中起到指导施工的作用，多种预报方法综合运用能有效地弥补目前常用预报方法自身存在的不足，更加准确地预报前方围岩分布情况，为隧道动态施工提供依据，保障施工安全。
6.参考文献
［1］张兴周，Bragg光纤光栅与光纤传感技术［J］，光学技术,1998
［2］唐炜等，Bragg光纤传感技术应用研究［a］，光学精密工程，2002，（10）.
［3］小间距隧道施工技术浅析［B］中国港湾建设，2006，10，（6）.
［5］《铁路隧道施工规范》(tB10204-2002)［p］，北京，中国铁道出版社,2002.
隧道弱电施工篇3
关键词：公路隧道工程；特点；施工技术；
中图分类号：U45文献标识码：a
前言
公路工程结构的重要组成部分之一是公路隧道，该项工程对我国经济的发展起巨大的推动作用，关系着公路运输的发展，公路隧道施工不同于一般路桥施工，由于其施工具有复杂性，一定要重视施工技术。
一、公路隧道施工的特点
隧道工程是高速公路的重要组成部分之一，由于隧道本身的特殊性，使其施工难度和复杂程度相对较高。地质条件的不可预见性是隧道施工最为显著的特点之一。通常情况下，在隧道施工之前很难准确掌握全部的地质情况，同时对地下水、泥石流、围岩变化、溶洞、瓦斯地层等不良的地质状况也都无法预见，这给隧道施工增添了一定难度；由于隧道本身属于地下工程，加之隧道结构的特点和工程的时效性，使得隧道施工中后一道工序都是在前一道工序完成的基础上立即进行，这样一来就造成了隐蔽工序较多，一旦这些工序存在质量问题，在检验时往往很难发现，也无法采取有效的措施进行及时补救，从而对整个隧道工程的质量造成影响。施工具有明显的时效性。在隧道施工的过程中，围岩常常会发生各种变化，并且水文地质条件也十分复杂，为此，在开挖之后，需要立即进行相应的处理，致使整个施工过程的时效性相对较强；其五，施工环境恶劣，各工种交叉作业多。隧道施工一般都是在一个相对较为狭小的空间内进行各种作业，并且由于隧道施工工序较多，如开挖、支护、防排水、预埋件等等，使得各工种常常会在一起交叉作业，这无形中增大了施工难度，特别是在隧道围岩条件比较差的地段，这种情况更为突出。
二、公路施工隧道施工技术
1、如何安排施工作业线通常情况下，公路交通隧道是利用导洞先行方式，浇筑中墙深度一般是掘进45米，这种方式的依据是公路隧道设计的结构以及工程施工现场的地质情况，在这里值得强调的是，在中墙的混凝土必须要大于百分之七十的时候才能够进入左洞，而对于右洞来说，它的掘进面必须要晚于左洞十米才可以。我们必须要在周围的岩石变形已经基本稳定后在进行左洞或右洞的第二次模筑衬砌，一旦出现早期我们的支撑强度小或者是周围岩层变化过大时，则我们必须要首先增强早期的支撑强度，而且还要对二次衬砌设计的参数进行修改。我们一般把掘进面和左洞及右洞的间距控制在25m～35m范围内
2、供水、供电、供风
（1）施工供电隧道工程施工时，为了减少电能损耗，方便安装、检修与管理，应尽可能减少维护工作量。除了采用外电源供正常用电，可在变电站内安置柴油发电机组，对于应急照明、监控设备、排烟风机等重要的一级负荷，需安置UpS与epS，确保不间断供电。施工时，为了保证工程施工安全，应遵循《公路隧道施工技术规范》中的相关准则进行规范操作，合理设置隧道沿线用电设施位置与数量，并以供电安全、可靠为原则，建立专用供电系统。
（2）施工供水承包人在实施和维修本工程期间，应按国家规定的施工和生活饮用水的有关标准，确保施工和生活用水设施的提供、安装、保养及供水满足施工及生活需要。寻找水源，按施工需要的供水压力（水压不小于0.3mpa），合理选址修建高位水池，安装上、下水管路。对于修建高位水池困难的隧道，宜采用变频高压供水装置满足施工需要。供水管道前端至开挖面一般不超过20m。
（3）通风a独头通风
独头通风方式是目前采用的主要通风方式,独头通风又分为压出式通风和压入式通风。压出式通风(抽出式):通风机安装在洞口,爆破后废气从通风管抽出洞外,新鲜空气流经全洞,效果理想,不论从施工进度或经济效益方面都能取得满意的效果,仅因通风时间的缩短而节约的电费和软质通风管的费用即可满足购置硬质通风管,同时硬质通风管也有其不便的因素,即制作及安装较困难。压入式通风:是隧道施工中常用的方式,优点是掌子面空气新鲜,有利于施工人员工作,其关键是计算好通风量及风管、设备等。b巷道通风
利用平行导坑作主要回风道。巷道式通风的最大优点是在最短的时间内使正洞空气清新,采用这种方式通风应注意两个问题:横通道应随导坑的前进及时封闭,一般保留不超过3个。平行导坑口应设两道风门,横通道设一道风门,风门应保持密封,尽量做到不漏风。渝怀铁路枳城隧道出口采用巷道式通风,效果比较理想。
3、对公路隧道采用洞身开挖的方法进行加固我们知速公路隧道洞身对于隧道的安全是非常重要的。特别是在软弱围岩浅埋地段的隧道建设就更加应该注重洞身的加固。对洞身的开挖应该讲究一定的方法，并不是随便开挖就可以的，要知道这里毕竟是软弱围岩浅埋地段的隧道。对于洞身的开挖，我们首先应该对洞身的上半断面进行开挖，应为上半面对于隧道的加固具有重要影响，其次就要对洞身的下半断面中槽位置进行开挖，再次就要对洞身的下半断面马口进行跳挖，最后就要对洞身微仰拱进行开挖。开挖的方法也是有技术讲究的，开挖采取弱爆破、短进尺的方法进行。在隧道衬砌轮廓线以外的周边，按开挖循环所需长度，将小导管打入围岩，利用注浆机的泵压使浆液通过小导管管体的注浆孔渗透、扩散到围岩孔隙中，封闭地层中的缝隙、填充地穴，从而使围岩的物理特性更加的明显，对于加固地表以及隧道具有重要作用。
4、特殊地质条件的技术处理
（1）塌方的处理
治理隧道塌方时，应坚持防治结合的方针，预防为主，及时的预报施工现场的地质情况，施工时严格的按照设计规范要求进行施工，确保各道工序的施工质量，应根据围岩的实际情况，控制各道工序间的步序拉开长度，对于地质条件不佳的边仰坡地段，必须及时的进行量测监控并采取相应的防护措施
（2）涌水和渗水的处理
洞内治水最重要的原则应是防水和排水相结合。首相应将涌出的水排除处洞外，但是不能影响正常的施工环境，一般反坡的排水方式主要是采用挖积水以及排水泵等机械排水管路排水的方式，而顺坡的排水方式则是采用挖临时排水沟自然排水的方式，其中围岩处涌水和渗水的治理应是最关键的治理步骤。
（3）溶洞地段施工作业
对于溶洞地段应做好施工前调查工作，充分了解该地段性质、状态、规模、地下水等情况，严格制定施工工序。可利用红外探水、地质超前钻孔等方式，预测地质情况。为保证隧道安全，应因地制宜，采用回填压实、支丁加固等方式，加强溶洞地段施工。
（4）突泥地段施工作业
对于突泥地段，应以“巩固后方，注浆加固，分部成环，支护加固”等为原则进行施工，该地段的注浆材料主要是水泥水玻璃双浆液，其配比主要通过现场试验确定。注浆前期应采用单孔控制注浆量，当量达设计标准时，可换孔继续注浆。注浆后期应注意控制终压，当达设计标准后，继续20～30min再结束注浆。
5、初期支护施工支护应配合开挖及时施作，确保施工安全。施工程序初喷（4-6㎝）锚杆安装钢筋网片辅助钢拱格栅下喷。锚杆施工时，钻孔方向他应尽量与岩层主要结构面垂直。安装前检查锚杆材料，如类型、规格、质量、以及性能是否与设计相符。锚杆需按设计要求安装，且必须安装垫板。小导管注浆超前加固围岩的施工段，必须严格按小导管设计的数量、长度、注浆要求施作。如因围岩发生变化，应及时向监理、业主提出变更设计申请，严禁偷工减料。
6、采用对地表注浆的施工方法来加固地面对于软弱围岩浅埋地段的隧道建设，特别要注意对该地段的地表进行加固。对于该地段地表的加固，我们通常采用的是对地表进行注浆的方法来加固。这个浆就是混凝土，这是目前处理地质不稳定地区工程建设的最先进的方法。对地表进行加固，首先要在该地段的地表上深挖多个大坑，每个大坑的距离不要太远，然后将已经搅拌好的混凝土砂浆浇筑到已挖好的大坑里，然后就等着大坑的混凝土自动凝固。对于地表大坑的注浆不是一次注浆就能完成的，要进行多次注浆，并且每次注浆应当间隔一定的时间，以保证注浆的效果更加的好。同时，我们在对地表注浆的时候，我们还应该加大对注浆质量的检查，如果发现注浆不够完善，特别发现大坑不够稳固的时候，我们应该及时报告，停止后续的施工，对有问题的大坑进行重新注浆，并重复前面的动作和程序。采用这种方法可以有效的在侵蚀性地表上进行施工隧道的建设，并且可以有效的保证软弱围岩浅埋段的隧道安全。
7、排水问题这里的排水主要是指我们的施工中的废水排放和施工中地下水的排放。通常我们所说的上坡是指从隧道出口到隧道进口为1.54%处，隧道进口的建设通常是指反坡施工，因此，速到进口处的排水必须利用在开挖地段挖集水坑的办法，我们可以利用抽水机来排水；相反，隧道出口的建设通常是指顺坡施工，所以隧道出口处的建设排水必须利用在自然坡的地方利用管道将水排除出洞外的办法。
8、二次衬砌施工
该环节也分为两个部分，一部分是中隔墙施工，另一部分是左右洞施工。
（1）中隔墙二次衬砌施工
中隔墙作为整个隧道施工的基础，并在左右洞分别预埋钢支撑接头钢板。同时采用大块钢模进行立模和模板加工，应当确保正洞台车与模板之间的尺寸相一致；可以采用外拉内项的施工方法对模板进行加固处理；每一段的隔墙都需要采用泵送混凝土进行浇筑，为了确保浇筑质量，浇筑过程要尽可能一次完成。
（2）左右洞二次衬砌施工
首先，应当保证表面的平整度，并确定没有明显渗漏水的情况之后，方可进行排水设施的铺设工作；其次，应当将各种管、线、件全部预埋在钢筋房之内，同时将钢筋绑扎成型，以上工作完成后便可以进行混凝土浇筑。浇筑混凝土可以采用泵送的方式，每一次泵送都必须完成一个阶段的混凝土灌注。当混凝土浇筑完成后，需要使用振捣棒进行均匀振捣，振捣时不可漏振或是过振；最后，当混凝土的强度达到2.5mpa时，便可进行拆模，并进行养护，根据规范规定养护时间不得低于14d。
结束语
作为交通建设的一部分，公路隧道有着缩短距离、减少行车时间等诸多作用，把握施工各个环节的施工技术，严格按照标准的施工步骤进行作业，只有这样才能保证整个公路隧道施工的顺利进行。
参考文献
[1]王磊.公路隧道技术分析要点分析[J].科技咨询,2009，(26).
隧道弱电施工篇4
【关键词】软弱围岩隧道施工技术
随着我国社会经济不断发展，我国的交通建设步伐也在逐步加快。交通设施的快速建设促进了我国社会经济不断发展，隧道工程是交通建设中的重要部分，通过隧道工程能够有效节省交通道路施工空间，提升交通建设速度。在隧道施工过程中应该认真调研施工地区的地质情况，减少因为地质问题造成隧道施工质量问题。浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术的使用，能够有效促进我国科学工艺化流程实施，并且有效提高了隧道工程质量，保障了施工人员的人身安全。
一、浅埋偏压软弱围岩隧道
浅埋偏压软弱围岩隧道是由于施工地区的围岩受到严重的外力影响，出现严重的不对称变形而造成偏压荷载现象。这类现象的基本成因在于施工技术手段不正确，造成隧道截面坍塌，周边围岩会遭受到不对称的外力影响，出现隧道偏压，周边的围岩条件也不稳定，会出现滑动和倾斜现象，隧道的埋深较浅形成了隧道整体不稳定性，严重的影响了隧道质量。在浅埋偏压软弱围岩隧道施工时，为了保证安全及工程质量，节约投资、加快进度和保证运营期间的安全，必须采用一定的技术措施，包括正确的施工方法，合理的支护形式等。
二、浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术
（一）施工步骤
1、超前支护
在隧道施工作业过程中，为了更好的保障隧道的固定性和安全性，一般情况下会采用注浆技术，注浆技术的效果一般，只能够在一定范围内保持凝固，非常容易在外力作用下遭受破坏，所以凝固效果不明显，在超前支护中使用关注技术，主要是在隧道挖掘前的技术加固作用。超前支护可有以下几方面作用：
梁效果：超前支护的结构可视为一个沿隧道纵方向的梁结构，发挥一个刚性梁的效果；
壳效果：超前支护可在掌子面前方形成一个壳结构，以其厚度和刚性来保证隧道掌子面及其周边围岩的稳定；
改良效果：把隧道周边围岩的强度加以改善，这是注浆法的主要效果。
2、套拱
这项技术施工主要是在隧道洞口出进行的开挖工程，从洞口延伸到拱线处，然后利用钢筋进行纵向位置的串联活动。隧道工程的不断深入，在挖掘过程中所产生截面会与隧道洞口形成一致的拱线，所以能够保障超前支护的顺利施工，也促使速到洞室的轮廓更加的完整。
3、注浆
在隧道施工中，地下水对于隧道的威胁非常大，如果没有做好有效的防护措施，会造成隧道的墙体出现裂缝，并且造成裂缝与隧道相通，严重威胁了隧道的安全性。针对这一问题使用注浆技术，能够保证施工过程中将地下水堵截下来，并且通过环形注浆技术将隧道的进行加固，隔绝了地下水渗入的可能，通过整段注浆不但能够保障隧道结构的安全性，还能能够有效保障威严的稳定性能。
4、隧道开挖作业
隧道施工中最严重的威胁就是坍塌，所以在隧道施工过程中必须采用有效的措施，保证挖掘过程的安全，挖掘环节在科学的范畴内。目前我国较为普及隧道的挖掘手段是短台阶挖掘和分步开挖等等，挖掘过程中如果遇到流沙、断层、溶洞等地质问题，要及时调整原有的技术挖掘手段，并且加强区域处理。在隧道挖掘作业开始前要做好准备工作，要严格探查实际施工的地质情况、气候特点、围岩种类等问题，通过客观条件为依据，选择最佳的技术方案，保证隧道施工的科学性。
（二）施工方法
1、正向施工
正向施工主要通过在施工区域进行科学分区和台阶挖掘法进行隧道施工。科学分区发不需要对整体施工区域进行调整，而是针对围岩变化较大的部分进行科学分区。分区法能够有效提高隧道施工效率，还能够有效降低施工风险，保持良好的施工效果。分区法适用于相对复杂的施工环境。台阶法相对操作较为简单，主要是对软弱夹层的发育区使用，并且效果明显，台阶法的挖掘长度逐渐变短时地表会出现降低现象，只要及时调整台阶长度就能减轻对围岩的破坏，保证原有的地质结构。
2、反向施工
在隧道施工不但要挖掘出隧道，还要连接桥梁。目前我国的主要采用反向施工的方式将隧道和桥梁之间有效的结合起来。施工人员能在洞口入手，进行加固，形成稳定的地标结构。施工过程中，加固工作是非常重要的，只有增加桥台和隧道的连接稳定性，才能保证隧道施工的顺利进行，否则会造成隧道边仰坡的破损。
结束语：近年来我国的交通建设不断发展，隧道建设也逐步受到了人们的重视，由于技术不成熟，造成了隧道坍塌现象，严重威胁了人们的生命安全，通过浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术的实施，已经有效保障了我国隧道挖掘过程中的围岩稳定性，保障隧道施工环节的安全性，为我国的交通建设发展奠定坚实基础。
参考文献：
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隧道弱电施工篇5
关键字：tSpGpR隧道工程地质超前预报
中图分类号：tB21文献标识码：a文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0056-02
随着我国铁路、公路运输、隧道及水电建设南水北调引水隧洞建设的加快，隧道（洞）的勘查设计时间比较短，在隧道（洞）工程建设开发之前，很难提供足够的时间物资来用于详细的岩土工程地质勘察，况且我国目前的勘察手段、钻探等很难准确的全面的探明整座隧道（洞）工程地质、水文地质等条件，很难查明所有的不良地质作用。特别对那些埋深大（如锦屏水电枢纽引水隧洞工程，一般埋深190km左右，最大埋深达2300m），长度大（如南水北调引水隧洞工程穿越雅龙江——大渡河的分水岭隧洞长71.4km），地质环境条件又复杂的隧道（洞）。因此隧道（洞）建设工程的超前地质预报技术的应用迫在眉前提上日程。
1地质雷达和tSp简介
地质雷达和tSp都是目前在隧道超前地质预报中的常用方法。两种方法各有所长：tSp是长距离预报手段预报距离可以达到150m左右，地质雷达是短距离预报手段每次探测距离在35m左右；二者探测精度也有所不同，tSp了解大致的地质情况，在此基础上运用地质雷达进行复核，准确查明不良地质情况，长短结合，这是目前运用这两种探测技术进行超前预报的普遍做法。
1.1地质雷达的发展应用情况简介
自20世纪80年代末以来，地质雷达的应用领域得到了迅速扩大。在采矿工程、水利水电工程、地质工程与岩土工程勘察、建筑工程、公路工程、隧道工程、管线工程、环境工程、考古等众多领域已经开始了应用。
地质雷达在矿山工程中用于探测采空区，地下水防突层厚度，渗水裂隙，破碎带，断层，溶洞，自燃区，瓦斯突出，巷道围岩（扰动区）松动圈以及采场充填体缺陷等工程灾害隐患；在水利水电工程中主要用于探测堤坝工程灾害隐患和坝基灾害调查；在地质工程与岩土工程勘察中主要用于建筑物滑坡灾害调查、基岩面探测、地基夯实加固检测、地基勘察（如地质异常、旧基础、溶洞、采空区等地质隐患探测）、溶洞灾害探测、地层分层、地质结构灾害和地下水灾害隐患探测以及地质灾害评估；在公路工程中主要用于公路路面厚度检测、公路路面密实度、地基勘察、公路路面与路基病害调查。
在隧道工程中的，地质雷达的应用较晚，在运营期它用来进行隧道病害诊断，施工期用来做质量检测对二次衬砌厚度进行评估等；另外一方面重要的应用就是施工期的超前地质预报中，近几年的应用已经获得了良好的效果并取得了很多有益的成果。
1.2tSp简介
tSp（tunnelSeismicprediction）是瑞士安伯格测量技术公司于20世纪90年代初期研制开发的一套超前预报系统。该系统专门为隧道地质超前预报设计，对隧道施工、地下矿藏和洞穴都能开挖提供有效的帮助.自1994年tSp系统进入国际隧道建筑市场以来，tSp的工程应用已经超过10年。90年代初，瑞士的特长铁路隧道，20km长的费尔艾那隧道采用tBm施工技术，为了配合tBm施工，tSp探测技术首次投入费尔艾那隧道施工中，对保证tBm施工安全起到了积极的作用。随后，tSp测量技术被世界各地的隧道工程界普遍接受并得到广泛应用。
自1994年tSp系统进入国际隧道建筑市场到今天为止，已经成功地在全球诸多国家如瑞士、瑞典、意大利、法国、伊朗、日本、韩国、等国家的公路和铁路隧道、输水隧洞、煤矿巷道等进行了上千次卓有成效的地质超前预报工作并且得到了中国的隧道工程技术人员广泛认同，并成功地应用于国内的公路和铁路隧道、输水隧洞和煤矿巷道等工程中。
2tSp和GpR综合超前地质预报分析
电磁波传播特性要求地质雷达资料处理在相当程度上有别于弹性波的方法，这方面存在许多值得研究的课题，如地质雷达波的衰减特性与地震波有很大区别，地质雷达波与地震波在地下介质中的传播特性也明显不同。对不同隧道工程地质条件，充分考虑其地球物理特征，选择多种有效的地球物理方法进行综合勘探，结合地质构造特点对观测资料进行综合分析和解释，有助于最大限度地消除资料解释的多解性。
综合地球物理勘探解释可以是利用反映介质相同或相似特性的不同方法之间的综合解释，如地震反射资料、折射资料和天然地震资料的综合解释，也可以是反映介质不同待性的不同方法之间的综合解释，如地质雷达资料、tSp资料的综合解释。
GpR方法是利用隧道前方岩石介质界面的电磁特性差异而产生的电磁反射波进行隧道超前预报，其发射的是高频的电磁脉冲，在复杂的地质环境下，电磁波的衰减很快。在岩性较好情况下该方法仅适应于预报隧道掌子面前方Som范围内的地质情况，一般用来探测开挖面前方10～30m范围内及隧道周围的地质状况，属于短期超前地质预报的范畴。由于利用了高频电磁波，所以GpR分辨率比tSp要高，相应地，其地质异常定位比tSp精确。另外，由于电磁波透过空洞或溶洞以后能够继续向前传播，而地震波勘探时，前面的较大的溶洞往往会将后续地质异常遮住，形成探测盲区。
3某隧道工程地质条件
隧道跨越了某大断裂的次生带区，洞内岩性变化频繁，地下水极为丰富。隧道经历了自稳性极差的炭质板岩、泥岩，溶洞、溶缝极为发育的灰岩及较为富水的砂岩及断层破碎带含瓦斯地层等不良地质构造。隧道两次穿越南溪河的冲积层，线路在较长地段顺冲沟而行，隧道围岩多属Ⅱ、Ⅲ类，强度较低，自稳能力差，且岩性经常变化，地质条件较为恶劣，施工难度极大。
复杂多变的地质条件常常导致勘察得到的隧道围岩与实际发现的围岩有着较大的差异（如图1）。
3.1地层岩性
隧道围岩属上三叠统一碗水组地层，少量属路马组地层，岩性相对比较复杂，硬质岩有板岩，含炭质板岩、弱变质灰岩；超基入岩体，软质岩有砂岩、泥岩。由于受哀牢山大断裂及次一级构造的影响，隧道基本上出露灰岩、深灰色板岩和炭质板岩。表层强风化破碎，围岩范围内板岩基本上呈现出弱风化碎块状或块状，节理裂隙发育，不均匀风化，弱变质深灰色灰岩及超基入岩体为弱风化大块状，隧道围岩出现的浅黄色砂岩和紫红色泥岩属软质岩类。
地层岩性对隧道施工中地质灾害的产生具有决定性作用，特别是塌方的发生主要与岩性有关。90%以上的塌方发生在碳质板岩中。而在灰岩和砂岩中，主要表现为掉块现象，仅局部地段出现塌方。涌水的发生也与岩性有关，砂岩中一般是线状流水，板岩中一般为多处同时渗水，灰岩中则一般为线状或股状水流。由于岩性界面往往是富水部位，因而在岩性发生变化的部位也是涌水易出现的位置。
3.2地质构造
安定向斜：由三迭系上统路马组和一碗水组组成，轴部向西北端昂起，东南段延展幅宽达24km，岩层倾角40°～60°，次级褶皱发育，受走向断裂的干扰破坏，地层重复而构造重迭，递错，使向斜支离破碎，残缺不全。
隧道范围内有断裂穿过。断裂延伸30～90km不等，沿断裂带常见片理岩、糜棱岩、碎裂岩、挤压角砾岩及岩石破碎带等，并有超基性岩浆岩侵入，断面多倾向北东，局部倾角450°，为压扭性构造。
区内构造复杂，断裂和节理发育。据统计，隧道内围岩中主要发育四组构造，产状分别为143°/ne/74°，80°/nw/79°，172°/ne/28°和170°/ne/76°，其中以第一组最为发育。节理的长度一般50～2250cm，局部地段长度达3m甚至l0m以上。节理面一般较为粗糙，较长的节理面则较为平直光滑。
短小的节理多数闭合，而长度较大的节理缝则宽度较大，多为0.5～2mm，最大达6～9cm。塌方和涌水即出现在节理长度大、节理缝宽、节理面平直光滑的地段。
根据地表地质调查，下行线K255+180和上行线K255+210的地表为一常年流水河沟通过，见断层角砾岩，气孔构造的喷发岩，还有煌斑岩。上行线K255+280的地表为一山坳，两侧岩层产状杂乱。其中隧道下行线255+160～+282、上行线K255+200～+349位于两条断层的交会处，即断三角带。
3.3水文条件
隧道磨黑端常年水位线高于隧道，上行线隧道洞顶距最高地下水位线为128m，下行线隧道洞顶距最高地下水位线为214m。路线区域内分布松散层孔隙水，碳酸盐岩岩溶水和基岩裂隙水三大类。基岩裂隙水分布最为广泛，其中以碎屑岩裂隙水为主。松散层孔隙水：松散层孔隙水主要分布于第四系冲洪积和残坡积层中，在砂性土中相对较丰富，接受大气降水补给，径流排泄不畅，常年滞水，而粘性士，水量相对贫乏。碳酸盐岩岩溶水：区域出露的碳酸盐岩较少，只是在隧道部分出现了少量的灰色灰岩接受孔隙水及基岩裂隙水的补给，一般以溶洞的形式排泄。裂隙水对洞口滑坡和洞内崩塌的形成起重要作用。砂岩及灰岩中赋存有裂隙水，由于裂隙水压力的作用，水沿裂缝的楔入作用使岩体凝聚力降低，内摩擦角减小，力学强度降低，引起塌方。
总之，隧道的水文地质条件相当复杂，从某种意义上说，水已经成为影响围岩稳定的最主要的因素。
4某隧道tSp&GpR联合探测结论
隧道K255+689～K255+539段tSp探测时，因为tSp探测在该处纵波反射能量比横波弱，反射能量分别为3.67e～4，2.42e～3，呈现反射波振幅，所以预报K255+689～K255+574段为硬岩层，在K255+605附近富水。实际施工情况K255+689～K255+574段为硬质板岩和灰岩，在K255+600处涌水量大，大1000m3/h，施工中增加了排水设施，增强了支护。
隧道挖掘到K255+600灰岩地层附近遇到岩隙涌水，随后利用GpR进行短期超前探测。得到雷达探测剖面，从剖面图上明显看到反射波振幅异常强烈，从而无需进一步的分析即可圈定涌水通道的范围。后经施工证实，K255+600处涌水通道为灰岩垂直溶隙。
参考文献
隧道弱电施工篇6
关键词：瓦斯地层；公路隧道；施工技术
瓦斯是地下坑道内有害气体的总称，其成分以沼气（甲烷CH4）为主，一般习惯即称沼气为瓦斯。随着我国经济的快速发展，公路建设日新月异，在瓦斯底层修建公路隧道是必须面对的问题，必须采取相应措施，才能安全顺利施工。
1分级
（1）根据瓦斯隧道的地质资料及工程具体情况，根据瓦斯隧道不同地段的瓦斯涌出量和压力情况，施工中可分为非瓦斯工区、一般瓦斯工区、严重瓦斯工区、有煤与瓦斯突出危险工区，各工区均应进行瓦斯检测，设置消防设施。严重瓦斯隧道和煤与瓦斯突出危险隧道，除必须采用防爆机械和电气设备外还应配备救护队。
（2）同一施工工区中既有含煤地层也有不含煤地层，不同的地段对封闭瓦斯的要求不同，又可划分为非瓦斯地段以及Ⅲ级（一般瓦斯隧道）、Ⅱ级（严重瓦斯隧道）、i级（有煤与瓦斯突出隧道）瓦斯地段。
2瓦斯预测
瓦斯隧道施工前应查阅既有资料了解煤层、瓦斯和天然气的情况，以及瓦斯地质、采空区及压煤量、邻近的煤矿和油气田、气井情况、隧道瓦斯严重程度及对工程的影响等。
瓦斯隧道施工期间，应进行地质复查工作。对于揭露的煤层，应取样复测煤层的瓦斯量和其他有关参数，必要时应钻孔埋管实测瓦斯压力，以及通过通风和瓦斯检测计算全隧道的瓦斯涌出量，根据检测结果核对施工工区和煤系地层的瓦斯等级，必要时应进行修正，同时作修改设计。
3瓦斯监测
3.1监测方法
瓦斯检定器主要有光干涉式、热效式和热导式3种类型，我国使用的主要是光学瓦斯检定器和瓦斯检定灯。
（1）实验室分析法：从洞室中抽取空气试样，在实验室采用气体分析器、气象色谱仪进行气体成分分析。这种方法测定精度高，但所需时间长。
（2）现场检查法：用便携式仪器在现场直接测定空气中某一种或几种气体的浓度。
（3）瓦斯遥测法：用自动化遥测或监测系统远距离、定点、长期、连续、自动记录显示其瓦斯浓度，如果某种气体超过规定时可报警或自动断电。
3.2施工监测
隧道施工应建立完善的瓦斯检测制度，严格执行瓦斯定时寻回检测制度，并时常测定施工处风量，合理配风，保持施工点备用导风和排风设备良好，杜绝瓦斯积聚。瓦斯浓度的测定应在隧道风流的上部进行。
4通风
瓦斯隧道的通风必须采用机械通风。施工期间应实施连续通风，因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯浓度。
4.1通风方式
非瓦斯工区的施工通风方式宜采用压入式和混合式；一般瓦斯工区的施工通风方式应采用压入式或巷道式；具有严重瓦斯突出危险的工区，施工通风方式宜采用巷道式。
4.2风速
巷道内防止瓦斯积聚的风速不得小于1.0m/s。
4.3风量
必须按照爆破排烟、同时工作的最多人数及瓦斯绝对逸出量分别计算，并按允许风速进行检验。按瓦斯逸出量计算风量，对独头巷道，必须使工作面的风流中的瓦斯体积分数降到0.5%以下，对有平行导坑的巷道式通风，必须使回风巷道风流中的瓦斯体积分数降到0.75%以下。
4.4通风机
瓦斯工区应采用防爆型，非瓦斯工区可采用普通型。必须有一套同等能力的备用通风机，并保持良好的使用状态。
4.5风管
应采用抗静电、抗阻燃的风管，风管口到开挖面的距离应小于5m，风管100m漏风率不大于1.5%。
5电气设备
5.1电源
瓦斯隧道的供电应配置两套电源。隧道内采用双电源线路，其电源线上不得分接隧道以外的任何负荷。当一个电源发生故障停止供电时,另一回路仍能担负隧道施工用电的全部负荷，也可建设自备发电站作为备用电源。供电系统应做到瓦斯浓度超标时，供电系统及局扇通风的自动闭锁。
5.2电压
高压不大于10000V,低压不大于380V,照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定电压不大于127V，远距离控制线路的额定电压不大于36V。配电变压器严禁中性点直接接地。
5.3电缆
（1）移动变电站采用监视型屏蔽橡胶套电缆，电缆采用铜芯。
（2）固定敷设的低压电缆采用铠装铅包纸绝缘电缆、铠装聚氯乙烯电缆或不延燃橡胶套电缆。
（3）移动式或手持式电气设备电缆，采用专用的不延燃橡胶套电缆。开挖面的电缆必须采用铜芯。
（4）固定敷设的照明、通信、信号和控制用的电缆采用铠装电缆、不延燃橡胶套电缆或矿用塑料电缆。
（5）电缆及电气设备的连接，必须使用与电气设备的防爆性能相符的防爆接线盒。电缆芯必须使用齿形压线板或线鼻子与电气设备连接。
6设备防爆
非瓦斯工区及工作面回风流中瓦斯体积分数在0.5%以下的瓦斯工区，其固定式机电设备必须采用防爆型，移动式机电设备可采用普通型。严重瓦斯隧道和煤与瓦斯突出危险隧道必须采用安全防爆型机电设备。严禁各种非防爆型内燃机械进入严重瓦斯工区和有煤与瓦斯突出工区。
7揭煤施工及防突
有煤与瓦斯突出隧道应编制实施性施工组织设计，其内容包括预防煤与瓦斯突出和揭煤、过煤等。揭煤施工宜用低爆力震动爆破部分露煤法揭煤。煤巷掘进应采用勤检测、短进尺、弱爆破、强支护、快喷锚的施工措施。
公路瓦斯隧道掘进过程当中，在掌子面前方及两侧钻孔，探明断层、裂缝及瓦斯的具体情况，并根据探测情况拟定相应对策。防治瓦斯突出宜采用钻孔排放措施，也可采用抽放瓦斯、水力冲孔等措施。采用防突措施后必须进行效果检验，所有指标都应符合要求，否则应采取补救措施。具体的防突措施如下：
（1）当瓦斯量小时，使其自然排放，亦可用风管将瓦斯引到距掌子面20m以外的范围，以保证掌子面开挖放炮的安全；当瓦斯量大、喷出强度大、持续时间长时，则可插管排放。
（2）在裂隙小、瓦斯量小时，可用黏土水泥浆或其他材料堵塞裂隙，防止瓦斯喷出。
（3）在掌子面前方接近煤层2m左右，向煤层打若干直径75mm～300mm的超前钻孔排放瓦斯，钻孔周围形成卸压带，使集中应力移向煤体深部，达到防止突出的目的。
（4）水力冲孔：在开挖前，用高压水在突出危险的煤层中，冲出若干直径较大的孔洞，使瓦斯吸解和排放，降低煤层瓦斯量和压力。
（5）震动性放炮诱导突出：在掌子面布置较多的炮眼并装较多的炸药，撤出人员后远距离起爆，利用爆破时强大的震动力一次揭开具有突出危险的煤层。
（6）深孔松动爆破：在掌子面向煤层深部的应力集中带布置几个长炮眼爆破，其目的在于利用炸药的能量破坏煤层前方的应力集中带，在工作面前方造成较长的卸压带，从而预防突出的发生。
（7）煤层注水：通过钻孔将高压水注入煤层，使煤湿润以改变煤的物理机械性质，减小或消除瓦斯突出的危险性。
8开挖及支护
瓦斯隧道的施工应建立专门机构进行通风、防突、防爆及瓦斯检测工作。施工作业及管理人员开工前必须进行安全技术培训。
（1）煤系地层一般为软弱围岩，尤其是煤层中的软弱层，巷道地层压力大，稳定性差，开挖后周边收敛量较大，支护施工要求高。采用小断面、短进尺、弱爆破的施工原则，一次开挖深度最大不应超过2m。
（2）应采用光面爆破技术，开挖周边力求圆顺，尽量避免周边尤其是顶部出现死角、凹穴及空洞形成瓦斯积聚。
（3）施工前应做好爆破设计，必须采用煤矿安全炸药和毫秒电雷管起爆。严禁使用火雷管，毫秒雷管的总延期不得超过130ms。
（4）瓦斯隧道的围岩地质条件一般较差，应采用超前支护；喷射混凝土应及时，保证对围岩的加固和封闭作用，尽早限制瓦斯沿裂隙向外逸出。
（5）衬砌断面宜采用带仰拱的单层或多层封闭式衬砌，喷射混凝土厚度不应小于15cm，二次衬砌厚的不应小于40cm，二次衬砌应采用气密性混凝土，掺nF-B抗透气型防水剂。
（6）隧道竣工后，应对瓦斯渗入及含量进行监测，当封堵等措施仍无法隔绝瓦斯的溢出时，应考虑增设营运期间机械通风。
隧道弱电施工篇7
关键词：地质雷达岩溶探测
1问题提出
随着国民经济的发展，国家最近几年加大了对基础设施的建设，在铁路交通方面的建设主要以高速、重载方向的发展，如山西中南部通道的重载铁路，铁路网中长期规划中的四纵四横、跨区际的快速通道和区域城市圈城市轨道交通等高铁或客专的高速铁路。随着建设的深入，高铁已进入我国西部、西南部地区，在经过喀斯特地区时，不可避免会遇到大量的岩溶隧道，为了消除隐患、确保隧道的质量及运营安全，施工期间对隧道基底岩溶必须探测，以便采取相应的对策措施。
根据目前的技术、设备水平，地质雷达物探手段[1-5]是目前城市管线探测较成熟的探测方法，借鉴其特点，在此将该法用于隧道基底的岩溶探测。
2探测原理
2.1天线的选择
根据高速铁路隧道的工程实际，隧道断面较大，为了能探测足够深度，确定选用100mHz天线进行探测。
2.2探测原理
地质雷达应用脉冲电磁波探测隐蔽介质的分布。地质雷达的发射天线向地下发射高频宽带短脉冲电磁波，电磁波遇到具有不同介电特性的岩溶（空洞或充填泥土）与地层界面时有部分返回，接收天线接收反射波并记录反射波的旅行时间。当发射和接收天线沿物体表面逐点同步移动时，就能得到其内部介质的剖面图像。当基底存在岩溶时，由于岩溶与周围围岩间的介电常数的对比差异，也使得岩溶“可见”，详见图1所示。
图1检测结果与实际结构的对照图
3仰拱基底探测
3.1探测方案
沪昆客专某双线隧道，左右线间距为5.0m，隧址属侵蚀构造低中山地貌。区内山脉属条形中山，具构造侵蚀-溶蚀地貌特点。山脊两侧平行山脉走向发育有长达数公里至数十公里的长条形溶蚀蚀槽谷地貌，其高程从1930-
2430m不等，槽谷底部平缓开阔，呈串珠状分布有溶蚀洼地等岩溶形态和景观；本隧可溶岩分布广泛，岩溶形态多样，地表溶蚀洼地、漏斗、竖井、落水洞普遍分布，且多见呈串珠状排列；基岩为白云质灰岩夹灰岩，受构造影响，岩体破碎，隧道上方有危岩落石，工程地质条件差。
隧道施工至DK1132+100，为了了解DK1132+160～
DK1132+120段仰拱下方地质是否存在岩溶等不良地质，采用地质雷达（100mHz低频天线）方法沿隧道纵向布置3条测线（仰拱左、中、右）对该段仰拱基底进行探测，现场探测情况见图2。
图2现场探测照片
3.2探测分析
采用地质雷达100mHz天线对该隧道出口（DK1132+
160～DK1132+120）段仰拱基底进行了探测，地质雷达图像经零点修正、去直流漂移、自动增益、带通滤波及背景去除等滤波处理后的波形见图3。
图3地质雷达波形图
对图3进行分析，由波形图可知本次仰拱基底探测有效深度约为22m，探测结果分析如下：
①11～13m（DK1132+149～DK1132+147）段仰拱基底下方4.4～18m深度范围内存在很强反射信号，说明此段围岩裂隙发育较深，存在软弱夹层及填充性或空洞性岩溶等不良地质。
②15～17m（DK1132+145～DK1132+143）段仰拱基底下方4.5～17m深度范围内存在很强反射信号，说明此段围岩裂隙发育，存在软弱夹层及填充性等不良地质。
③21～23m（DK1132+139～DK1132+137）段仰拱基底下方6～15m深度范围内存在强反射信号，说明此段围岩破碎，存在软弱夹层等不良地质。
3.3探测成果及验证
DK1132+149～DK1132+147段基底下方4.4～18m、DK1132+145～DK1132+143段基底下方4.5～17m、DK1132+139～DK1132+137段基底下方6～15m等范围内存在围岩破碎，存在软弱夹层等不良地质。
通过对3段存在岩溶地段采用加深炮孔进行验证，各段钻孔3个，分别在4.8m、4.3m、5.7m左右探到岩溶，证明了地质雷达探测的正确性。
4结论及建议
采用低频地质雷达天线对岩溶地区的隧道基底探测，并结合加深炮孔进行验证以采取对策措施是有效的、可行的方法。
对比目前大面积采用钎探，地质雷达方法可大大节省人力物力、减小对施工的影响，并可大大增加探测深度，在目前技术和设备水平条件下最优的隧底探测方法。
参考文献：
[1]葛如冰，曹震峰，彭飞.地质雷达在给水管线探测中的新进展[J].勘察科学技术，2008.4：24-26.
[2]陈军，赵永辉，万明浩.地质雷达在地下管线探测中的应用[J].工程地球物理学报，2005（04）.
[3]王明德.地质雷达在管线探测中的应用[J].工程地球物理学报，2009（S1）.
隧道弱电施工篇8
关键字：公路隧道、洞口、施工技术
中图分类号：U45文献标识码：a
一、前言
公路隧道的建设不同于其他工程建设，有其特殊与复杂性。由于受设计选址、地形地貌、地质的条件的影响，导致隧道洞口的位置总是位于在山体一侧的下边，从而导致洞口工程出现浅埋的现象，致使公路隧道的施工难度增大。俗语讲，隧道工程是“进洞难”、“出洞难”，这两个工程是整个隧道工程中最为困难的部分，也是存在最多安全风险的地段。因此，合理的设计进洞、出洞施工方案就尤为重要。在进洞或出洞时，需要借助一些辅助措施或者变通的施工方式，尽可能的减少洞口工程的土石开挖量，以此来降低因重力失衡导致的山体滑坡现象。如此既能节约建设成本，又能保证施工安全，对隧道工程的建设就显得意义重大。
二、公路隧道洞口施工的不利因素
公路隧道洞口施工的不利因素主要有以下几个方面：
1、隧道洞口处于浅埋、偏压段
隧道洞口的位置因地形、地貌的限制,普遍存在浅埋、偏压的情况,隧道结构一般呈马蹄形,由于地形不对称或者地质岩层因素,造成隧道结构两面荷载不对称,就形成了浅埋、偏压。埋深浅、偏压给隧道施工带来了难度,如果施工方法不当,开挖支护不及时,极易出现洞口垮塌滑坡等安全事故。
2、地表水、地下水
隧道洞口的位置一般选择在沟谷和山凹处,往往是地表水和地下水汇聚之处,地质构造大多为软弱破碎。这样势必给后期施工带来难度。所以在设计期初洞口位置应尽量避开沟谷和山凹的中心,尽量在突出的山坡附近进洞,同时对地表径流作妥善处理,加强洞口的防、排水措施。
三、施工技术方案的确定
1、施工作业线安排
在施工前,需要对施工作业线进行安排。根据隧道设计结构和当地的工程地质情况,在施工作业中一般采取中导洞先行。当中导洞掘进了40～50m,就开始浇注中墙。当中墙的混凝土强度达到70%以上时,这时再进左洞。而右洞是按掌子面落后左洞10m来控制的。接着通过监控测量,对围岩变形情况进行测量,待其稳定后,可以开始同时施作左右洞的二次模筑衬砌。
当围岩变形没有趋于稳定,而是并行过大时,就会导致初期支护力不足,这时一方面需要及时增强初期支护,另一方面还可以修改二次衬砌设计参数,然后采取提前施作模筑混凝土的方式。在施工作业线的安排中,要注意将左右洞二次衬砌与掌子面间距控制在25～35m之间。在进、出口各自建立了中导洞、中墙、左、右洞开挖、二次模筑衬砌五道并行的作业流水线。这样设计施工作业线是为了能拓展施工作业面,有助于加快隧道工程的施工进度。
2、风、水、电作业
施工技术方案的第二步是确定风、水、电作业。首先,是施工过程中的通风问题。在隧道进、出口各设一座空气压缩机站。一般情况下,是安装1台10m3/min和2台20m3/min的空气压缩机,这样才能保证在施工过程中隧道通风是没有问题的,施工用风也得到了保障。
其次,是施工用水问题的解决。在距离隧道拱顶30m以上的山顶各修一座100m的高山水池。在隧道工程中有进出口,而水源应该设在隧道出口的右侧山脚下,在那个地方挖一个集水池。无论是山泉水还是从山顶水池抽的水都储存在这个集水池中。然后将用水管道连接集水池来供施工生活用水。
最后,是施工供电设备的确定。隧道施工需要利用附近的电网供电,但是由于生活用电达不到工程用电的功率要求,所以需要在隧道的进、出口各安装一台315KVa变压器,当然还需要准备一台功率为220Kw的发电机,以备不时之需,在突然断电时能利用自身发电缓冲一下。动力设备采用三相380V,而照明设备则是与我们的普通家庭用电一样采用220V。为了确保用电过程安全,所有的线路都必须安装漏电保护开关。
3、施工排水作业
施工排水作业的主要任务是排除可能涌入隧道的地下水和施工废水。一般的隧道工程会在出口到进入之间有一个1.54%的上坡。进口方向的施工为反坡施工,用这种施工方法时,排水是采取在开挖地段挖集水坑的方式,然后再用抽水机将水抽出洞外。出口施工的方向则是顺坡施工,此时排水就容易得多,只需要利用自然坡连接塑料管直接将水引出洞外即可。
四、具体施工技术
1、采取围岩监控测量技术
围岩监控测量技术的主要作用在于为施工提供准确数据，确保施工安全。即全面收集施工地点的地质资料以及施工过程中的相关数据，对围岩的情况以及支护的稳定性进行分析，尤其是爆破后围岩的松动情况，评价当前围岩状态，并对其未来发展趋势进行预测，达到指导开挖及支护安全施工的目的。围岩监控测量项目主要有：
收敛测量。每循环开挖完毕后，采用收敛仪进行水平位移收敛测量，测点布置在断面拱脚处。
（2）拱顶地表下沉测量。使用塔尺与水准仪进行拱顶地表下沉测量，测点布置在隧道地表拱顶部位
（3）拱顶下沉测量。每循环开挖完毕后，使用塔尺与水准仪进行拱顶下沉测量，测点设置在断面拱顶处。
2、隧道洞口段施工开挖技术
对于隧道施工来说,选择合理的施工方法对于隧道洞口防坍塌和施工安全具有重要的意义。通常在洞口段施工时不采用全断面爆破开挖法,这是因为公路隧道属大断面隧道,采用全断面开挖,对围岩的扰动大,增大坍塌的可能性,与常用的台阶法和分部开挖法相比较而言。
（1）台阶法多适用于软弱而节理发育的围岩中,根据上、下台阶保持距离的不同，又可分为长台阶法、短台阶法、微台阶法三种,在洞口段施工中常用长台阶法。长台阶法上下台阶距离保持在50m以上。开挖断面变小有利于隧道的稳定,在上台阶进入较好的围岩后,加快下台阶的施工速度,变台阶法为全断面法。在公路隧道这种大断面隧道施工中,上下台阶可配置同类的较大型机械平行作业,下台阶可分左右两断面分别开挖,减少上下台阶施工中的相互干扰。当隧道较短时,可将上台阶挖通后,再挖下台阶。
（2）分步开挖法中常用环形开挖留核心土法及单(双)侧壁导坑法。环形开挖留核心土法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。上部留核心土有两个作用,其一支挡开挖面,保证开挖面稳定;其二可作为上部初期支护的工作平台。核心土及下部开挖在拱部初期支护下进行,施工较安全。单(双)侧壁导坑法:适用于围岩稳定性较差,对地表下沉量要求严格,断面大时采用。在城市修建公路隧道应用较多。
3、管棚施工技术
拱测量组根据隧道纵断面设计线、隧道洞轴线及明暗洞开挖轮廓线，放出隧道开挖轮廓线；施工队根据开挖轮廓线及测量技术交底，将上半断面轮廓线以外的土石方清除掉，要求清除面平整，圆顺；为了便天导向拱及钻机安装就位，垫设施工平台时可在洞口预留长6m的核心土，顶宽度为6m，核心土高度控制在管棚顶以下1m处；在紧靠核心土的四周挖一条小沟，将掌子面的水从中间排出。
4、监控量测
监控量测是新奥法施工中一个十分重要的环节,根据量测数据可对已开挖区间和掌子面前方的围岩状况做出判断,对于指导隧道的安全施工具有重要意义。隧道洞口段施工时,一般要进行地表监测和洞内监测。地表监测主要是利用水准仪观测地表有无下沉,观察隧道地表有无裂缝等;洞内监测项目通常有拱顶下沉、周边位移以及地质和支护状况观察等。
结束语
总而言之，隧道洞口工程施工中的每一个环节、每一个部位，都必须认真负责，不能出现任何差错，否则，就会影响整个隧道工程的质量。而带来返工、甚至是工程作废；或者更为严重的是在日后使用过程中埋下隐患而给人民的生命财产安全造成无法挽回的损失。所以，制定科学的施工方案进行施工，使进洞以及洞内施工的安全都得到了有效保证，并如期完成了施工任务，并且保证公路隧道洞口工程的施工质量。
参考文献
[1]赵斌：《试论大跨度隧道工程施工技术》，《经营管理者》，2012年19期
[2]姚永强汪建新：《公路隧道常见问题与施工方法》，《交通世界》，2011年11期
隧道弱电施工篇9
abstract：inthetunnelexcavationprocess，itisveryimportanttoearlyfindthegeologicalconditionsinfrontofthetunnelandtoprovideaccurategeologicaldatafortheconstructionsideforreducingandpreventingtheoccurrenceofengineeringaccidents.theGroundpenetratingRadar（GpR）isusedforgeologicalpredictionofnanhantunnel，andtheresultsshowthattheGpRisfeasibleintheadvancedgeologicalpredictionoftunnel，theresultistrueandreliable，anditcanprovidereferencefortheadvancedgeologicalpredictionofothertunnels.
p键词：地质雷达；超前地质预报；公路隧道
Keywords：GroundpenetratingRadar（GpR）；advancedgeologicalprediction；highwaytunnels
中图分类号：U452.1+1文献标识码：a文章编号：1006-4311（2017）22-0181-02
0引言
目前，为了改善民生和发展经济，我国每年投资成百上千万资金来修建高速公路。在修建高速公路工程中，为了缩短里程，改善线形及保护环境，在高山重丘地区常常需要开挖隧道。因此，隧道建设规模越来越大，其在交通建设中的地位也更加突出。在隧道施工过程中，时常因为对前方地质情况不明，遇到很多不良的地质因素，影响隧道工程的掘进速度，甚至会造成严重的工程事故。为了保证工程质量和避免险情发生，引入了地质雷达技术。地质雷达是一种综合有效的地质预报方法，它与通讯雷达一样，是利用高频电磁波脉冲信号的反射来探测隧道前方地质情况的。因此，地质雷达对地下工程的质量和施工安全，特别是地下复杂，规模较大的隧道工程，具有重要的现实意义，同时也对其他类似工程地质预报的应用也具有很大的推动作用。
1工程概况
元蔓高速南罕隧道位于云南省红河州元江县至蔓耗镇境内，起止点桩号为K1+750～K4+215，隧道起点～K2+281.96位于R=1440的圆曲线上，K2+281.96～K3+311.87位于i=2%直线上，K3+311.87～终点位于R=1440的圆曲线上；隧道所在的路段纵坡为1.2%。隧址区气候属亚热带潮湿气候，年均气温20.3℃，年均降雨量802.3mm，年均蒸发量2735.1mm。隧道区海拔高程介于500～740m之间，相对高差约240m。该段地势陡峻，地形起伏较大，现多为荒地。隧道区左侧有乡村公路通过，交通较为便利。
2水文和工程地质条件
根据现场地质调查、钻探编录资料分析，隧道区出露地层有第四系残坡积（Q■■）层、第三系（n）和元古界哀牢山群凤港组（ptf）。第四系残坡积（Q■■）：圆砾，褐红色，稍密，少量次棱角状；粉质粘土，褐黄色、褐黄色，硬塑，稍湿。第三系（n）层：上层砂砾岩，灰白色，强风化，成岩性差，抗冲刷能力极差；下层砂砾岩，灰、深灰色，中风化，以砾岩为主，节理裂隙弱发育，岩体稍完整。元古界哀牢山群凤港组（ptf）层：片麻岩，灰、青灰色，中风化，变晶结构，片麻状构造，节理裂隙弱发育。隧道区未见构造发育的迹象，亦未见泥石流、滑坡崩塌等其他不良地质作用发育，场地较稳定。
隧道区段地表水系不发育，水量受区内降雨及季节性影响较大，区域上属元江水系。隧道区段地下水类型为第四系孔隙水及基岩裂隙水。第四系孔隙水多赋存于第四系松散土体中，多以潜水形式出现，水量很少；基岩裂隙水赋存于下伏基岩裂隙中，主要受大气降雨补给。隧道正常涌水量为1150m3/d。雨季动态系数采用1.5，预测隧道最大涌水量约1725m3/d。
3检测原理和意义
超前地质预报地质雷达法是利用发射天线向前方介质发射广谱、高频电磁波，当电磁波遇到电性（介电常数、电导率）差异界面时将发生透射、折射和反射现象，同时介质对传播的电磁波也会产生吸收滤波和散射作用。用接收天线接收并记录来自前方的反射波，采用相应的处理软件进行数据处理，然后根据处理后的数据图像结合工程地质及地球物理特征进行推断解释，对掌子面前方的工程地质情况（围岩性质、地质结构构造、围岩完整性、地下水和溶洞等情况）进行预测[1]。
预测和判定掌子面前方围岩的工程地质情况和隧道围岩级别等信息[2]，为隧道施工支护提供技术依据、防止可能出现的工程险情、确保合理的施工方法，促使隧道施工技术更加合理科学。
4检测现场工作及结果
隧道弱电施工篇10
(一)软弱围岩
所谓的软弱围岩有两种含意,一是构成隧道围岩的矿物成分的硬度较低,常见于隧道进出口、浅埋段、强风化或全风化岩土等硬度较低的矿物岩石隧道中;二是构成隧道围岩的矿物强度不匀,常见于夹层、破碎带、断层带中或节理发育的岩层中。
(二)初始地应力
由于隧道开挖破坏了原有地层结构,打破了岩体原来的平衡状态,产生应力重分布。所谓的初始地应力是指隧道开挖前,将要被挖除部分的岩体中存在的应力。这种应力一般由两种力系构成,一是自重应力,一是构造应力。
(三)软弱围岩的变形理论
岩体的形变压力(岩体变形产生的挤压力)和松散压力(岩块坠落、滑移、坍塌所产生的重力)统称为国围压力。按作用方向不同,围岩压力可分为垂直压力和水平压力。在硬岩层中围岩水平压力较小,可以忽略不计;但在松软岩层中,围岩的水平压力较大。影响围岩压力的因素有岩土的重力、岩体的构造、地下水的分布、洞室的形状和尺寸以及初始地应力。
1、围岩压力
围岩压力的确定方法:一是现场量测法,结果比较接近实际,但很难实施;二是理论估算法,因影响围岩压力的因素较多,准确度低。三是工程类比法(即围岩分类法),按围岩分类规则由经验公式估算围岩压力。目前最为常用的方法就是工程类比法。
岩石坚固系数分类法(普罗托吉雅柯诺夫法):
围岩垂直压力σz=γhl
围岩水平压力:洞室拱顶σH=γhltan2(π/4-ψ/2)
洞室拱底σH=γ(hl+h)tan2(π/4-ψ/2)
γ:围岩容重;hl:普氏压力拱的矢高;h:隧道毛洞的高度;ψ:土的内摩擦角,且有hl=al/f,其中al=a+htan(π/4-ψ/2);f为岩石坚固性系数;a为隧道半宽。普氏理论适用于较松散、破碎地层,即适用于软弱围岩。
2、土压力
在土层中施工隧道初期支护结构承受的土压力可以用静止土压力公式:朗金(Rankine)土压力计算公式、库伦(Couloun)土压力计算公式进行计算。
利用非线性有限元法解决粘塑性蠕变问题;离散元法解决破碎掉块情况下的岩石稳定问题。当软弱围岩如有地下水,则极不利围岩的稳定,在力学上出现流固耦合问题,它涉及到流体的许多性质。
二、工程对策:
(一)辅助施工措施
对软弱围岩区应首先采取切实有效的超前支护措施,如长管棚、超前小导管、超前锚杆、围幕注浆、地表注浆固结等措施之后才能进行洞身开挖施工。
1、长管棚
长管棚是一种长距离超前支护方法,由于超前距离长、支护刚度大,非常适用于掌子面自稳能力差的松散土层或上部有动荷载的土层段。通过管内压浆使加固区形成环状硬壳,与钢管形成整体,能承受上部及前方土柱的巨大压力,对防止软弱围岩初期松驰、土压增大及土体塌落有良好效果。
2、超前小导管
其做用类似长管棚,虽然没有长管棚的支护强度高,但更灵活,更便于实施,是超前支护施工中最常用工程措施。同钢支撑相结合使用,效果更佳。最适合于裂隙发育的强卸荷围岩、破碎带等地段。
3、超前锚杆
超前锚杆对掌子面上方围岩起锚固作用,是加固掌子面围岩的一种工程措施。适用于裂隙较发育的硬岩隧道。
4、围幕注浆
主要适用于地下水发育地段,可能会引起突水涌泥或地下水特别大时,可能造成地表水流失时。
5、地表注浆
浅埋地段,为预防地表沉陷、塌方通天而采取的一种工程措施。根据地质情况,砂性土、粘性土隧道采用劈裂注浆工艺施工,对碎石土,或破碎带采用渗透注浆工艺施工。
(二)施工措施:
1、短开挖弱爆破
短进尺,指一次开挖的距离要短,以减少围岩变形临空面。在爆破时,要用浅眼、密眼,应用控制爆破技术,努力保护围岩,降低爆破扰动层厚度,充分利用围岩的自然成拱原理自稳。
2、分部开挖
分部开挖法是将隧道全断面分成几个部分开挖的施工方法。常用的方法有双侧壁导坑法、中隔壁法、三台阶七部法等。
分部开挖因减少了每个开挖断面的一次开挖跨度,能够显著增强坑道围岩的相对稳定性,且易于及时支护,因此适应于围岩软弱、破碎严重或设计断面较大的隧道中。
3、早封闭
快、强支护:每步开挖后要及时进行初期支护,强初期支护为钢支撑喷锚结构,尽快使钢拱架闭合成环。快衬砌:衬砌工作须紧跟开挖工作面进行,力求衬砌尽快成环。
三、工程实例
(一)粉质粘土、全风化正常斑岩隧道
向莆铁路道德山隧道进口端(FDK522+565-FDK526+600)进洞后围岩为粉质粘土,褐黄色,硬塑,下伏石英正常斑岩,肉红色。全风化段,围岩初经开挖时强度较高,用风镐凿都很困难,见图4-1。遇水后围岩强度迅速降低,用锹就能挖动,见图4-2;
随着渗水量的增大,围岩由可塑到流塑状态,见图4-3,掌子面不能自稳,采用预留核心土和透水性材料反压核心土,同时周边安设排水管,引流一采用双侧壁导坑法开挖,钢支撑和临时钢支撑锚喷支护,超前支护措施为大管棚和局部超前小导管顺利通过,见图4-4。
(二)凝灰岩破碎带隧道
向莆铁路道德山隧道F5断层范围为英安质凝灰熔岩、凝灰岩破碎带,采用小导管超前4-5,采取三台阶七步法,辅以超前小导管安全通过,三台阶法第一台开挖,见图4-6。
(三)软岩隧道
沙子垭隧道,工程区位于五峰背斜南翼,并紧邻该背斜核部,工程区部位为单斜构造,岩层走向70°-80°,倾向se,倾角30°-45°,隧道走向:257°15′1″。
从桩号K192+680至K193+506,岩质为粉砂质页岩夹砂岩,少量碳质页岩;局部结构面发育,有泥及碳质页岩填充;岩石呈层片状,有光泽,遇水软化,用手极易扳断,是典型的软岩隧道。经围岩量测,开挖后变形较大,拱部采取超前小导管和超前锚杆超前支护,加强初期支护为钢支撑,台阶法短进尺开挖顺利完成施工任务,见图4-7上台阶开挖;和图4-8钢支撑施工。
(四)土夹石且大量涌水隧道
黑河塘水电站cⅡ一1标引水隧洞工程,0+830-1+250m为磨房沟过沟段,沟谷切割深,覆盖层结构复杂,由冰川冻融泥石流堆积的含孤块碎石土组成,岩体风化卸荷相对较强,完整性差,加之沟内常年流水,受沟水补内外排水相结合,并在枯水季节顺利通过磨房沟。
四、施工注意事项:
(一)软岩隧道施工应坚持”预支护、短开挖、少扰动、强支护、早封闭、实回填、严治水、勤量测”的原则。
(二)施工排水很重要:尽可能将隧道外之水拦截于隧道之外,洞内也要有组织引排水,防止围岩因水的作用而软化,防止在水的作用下软弱夹层随水流失,造成岩体松驰而塌方。
(三)长管棚施工注意管棚方向控制。超前小导管宜穿人钢支撑施作。为保证注浆质量,在注浆管管尾焊球阀,注浆压达到设计或停止注浆时将球阀关闭,再卸掉注浆管。
(四)做好起前地质预报:主要采取tSp超前地质预报、水平超前探孔、监控量测、地质钻探等手段获得地质资料,指导施工。